CURBE DE SARCINA

CURBE DE SARCINA

Definitii, clasificari

Datorita imposibilitatii de a stoca energie electrica, satisfacerea necesarului de energie la consumatori impune cunoasterea nu numai a puterilor cerute, ci si a modului de variatie a consumului, sub forma curbelor de sarcina.

Curbele de sarcina prezinta variatia in timp a sarcinilor electrice, pe o perioada determinata.

La consumatori, ca si la celelalte parti componente ale sistemului energetic (centrale, retele), se deosebesc diferite curbe de sarcina, dupa felul sarcinii, durata t_c a ciclului la care se refera si provenienta.

Dupa felul sarcinii, se evidentiaza curbe de sarcini active si curbe de sarcini reactive, acestea fiind practic cel mai des intrebuintate. Se traseaza curbe de sarcina si pentru puterea aparenta, ca si pentru curent.

Dupa durata t_c a ciclului, pentru care redau variatiile sarcinii, curbele de sarcina pot fi:

- zilnice, la care durata ciclului este de 24 h si dintre care doua sunt mai importante, cea caracteristica pentru vara (in intervalul 18 25 iunie) si cea pentru iarna (18 25 decembrie);

- anuale, la care durata ciclului este de 8 760 h (12 luni sau 365 zile).

Dupa provenienta se deosebesc urmatoarele curbe de sarcina:

- experimentale, obtinute prin citirea aparatelor indicatoare la intervale egale de timp (din 10 in 10 minute sau din 30 in 30 minute) sau trasate de catre aparatele inregistratoare;

- tip, care sunt obtinute prin generalizarea curbelor experimentale, specifice unor ramuri sau subramuri industriale. Aceste curbe prezinta o importanta deosebita pentru proiectare.

Sarcinile electrice pot fi prezentate pe curbele de sarcina fie in valori absolute, fie in valori raportate la valoarea maxima.

Indicatorii curbelor de sarcina

Consumul de energie electrica conform curbelor de sarcina poate fi caracterizat printr-o serie de marimi - puteri, durate, coeficienti adimensionali - numite indicatori ai curbelor de sarcina.

Pe parcursul ciclului, avand durata t_c, se inregistreaza un consum maxim P_M cu o durata mai mare de 15 minute; daca t_c = 24 h si curba este trasata pentru anotimpul rece (iarna), deci este vorba de curba de sarcina zilnica - iarna, atunci P_M reprezinta consumul maxim posibil, adica tocmai puterea ceruta

P_Mi = P_c. (1.48)

Prin planimetrarea curbelor de sarcina se obtine consumul de energie activa:

, (1.49)

respectiv reactiva:    , (1.50)

in care j este indicele de insumare pentru energiile corespunzatoare diferitelor segmente orizontale din curba de sarcina, avand ordonatele P_j, respectiv Q_j si lungimile (duratele) - Dt_j. Aceste calcule se fac, in general, numai pentru curba de sarcina anuala.

a. Puterea medie este indicatorul cu semnificatia unei puteri constante in timp, care ar determina un consum de energie echivalent cu cel real. Puterea activa medie este:

, (1.51)

iar cea reactiva medie: . (1.52)

Intre valorile caracteristice ale puterii active - instalata, maxima si medie - exista relatiile de inegalitate: P_med < P_M < P_i (1.53)

b. Duratele de utilizare indica in cat timp s-ar produce intreg consumul de energie, daca s-ar functiona constant la una din puterile caracteristice. Acestea sunt:

- duratele de utilizare ale puterilor maxime absorbite, corespunzatoare unui consum constant, la puterile maxime, avand expresiile: (1.54)

pentru puterea activa si     (1.55)

pentru puterea reactiva

- duratele de utilizare a puterilor instalate, corespunzatoare consumului constant la o putere egala cu cea instalata. Pentru puterea activa instalata se obtine durata de utilizare cu relatia:

, (1.56)

iar pentru puterea reactiva instalata:

. (1.57)

Din definitiile de mai sus, rezulta ca pentru energia activa se poate scrie relatia de echivalenta:

E_a = P_med t_c = P_M t_PM = P_i t_pi (1.58)

si similar - pentru cea reactiva E_r = Q_med t_c = Q_M t_QM = Q_i t_Qi. (1.59)

c. Coeficientii de utilizare se obtin prin raportarea puterilor medii la celelalte doua valori caracteristice puterii - maxima si instalata, dupa cum urmeaza:

- coeficientii de utilizare a puterii maxime sunt:. (1.60)

Daca t_c = 24 h, coeficientul de utilizare a puterii active maxime corespunzatoare curbei de sarcina zilnica, se mai numeste si coeficient de umplere sau aplatisare a curbei, fiind folosit in calculele de determinare a puterilor transformatoarelor.

- coeficientii de utilizare a puterii instalate active si reactive: (1.61).(1.62)

Daca pentru un consumator de calcul, reprezentat de o sectie sau intreprindere, se cunosc puterea instalata, durata de utilizare a acesteia si durata de utilizare a puterii maxime, determinarea puterii maxime se poate face cu relatia: . (1.63)

Se deduce coeficientul mediu de cerere al consumatorului: , (1.64)

egal cu raportul dintre durata de utilizare a puterii instalate si cea a puterii maxime.

In afara indicatorilor mentionati, la dimensionarea puterii transformatoarelor pe baza suprasarcinilor admisibile, este necesar sa se cunoasca raportul P_Mv / P_Mi, dintre puterea activa maxima vara P_Mv si cea maxima iarna P_Mi. Se recomanda, ca determinarea acestui raport sa se faca din curba de sarcina anuala, dar se ajunge la rezultate apropiate daca se raporteaza valorile maxime din curbele de sarcina zilnica, trasate pentru cele doua perioade caracteristice - vara si iarna. In lipsa unor date concrete, pot fi utilizate orientativ, urmatoarele valori pentru raportul P_Mv / P_Mi:

- 0,75 0,85, pentru intreprinderi lucrand intr-unul sau doua schimburi;

- 0,85 0,9, pentru intreprinderi lucrand in trei schimburi.